پودر فولاد ضد زنگ با کیفیت بالا در تولید افزودنی چاپ سه بعدی

روش اصلی تولید پودر استیل ضد زنگ با کیفیت بالا استاتم سازیبشر این فرآیند شامل تبدیل فولاد ضد زنگ مذاب به یک اسپری ریز قطرات است که به ذرات پودر تبدیل می شوند. دو نوع اصلی عبارتند از:

فولاد مذاب توسط یک جت آب با فشار بالا تجزیه می شود. این فرونشست سریع ذرات به شکل نامنظم با سطح سطح بالایی تولید می کند. این پودرها برایفشارتکنیک ها (مانند قالب تزریق فلزی) به عنوان شکل نامنظم امکان قدرت سبز و یکپارچگی بخشی را قبل از پخت فراهم می کند. آنها به طور کلی اقتصادی تر هستند اما از اکسیژن بالاتری برخوردار هستند.

از گاز بی اثر (به طور معمول آرگون یا نیتروژن) برای تجزیه جریان فلز مذاب استفاده می شود. این منجر به ذرات کروی و عاری از ماهواره با سطح صاف می شود. این پودرها:

• محتوای کم اکسیژن:برای خواص مکانیکی خوب و قابلیت جوشکاری بسیار مهم است.
• جریان عالی:برای پخش لایه های نازک و سازگار درتولید افزودنی (چاپ سه بعدی)بشر
• چگالی بسته بندی بالا:برای فرآیندی مانند فشار ایزوستاتیک داغ (HIP) مفید است.

روشهای دیگر شامل فرآیند الکترود چرخان پلاسما (PREP) و الکترولیز است ، اما اتمیزاسیون برای حجم صنعتی شایع ترین است.

عملکرد پودر فولاد ضد زنگ با چندین ویژگی مهم تعریف شده است:

• توزیع اندازه ذرات (PSD):اندازه گیری در میکرون (میکرومتر). PSD معمولی برای تولید افزودنی ممکن است 15-45 میکرومتر باشد ، در حالی که برای قالب تزریق فلزی می تواند 2-20 میکرومتر باشد. PSD کنترل شده برای تکرارپذیری فرآیند بسیار حیاتی است.
• شکل ذرات:همانطور که گفته شد ، این وابسته به فرآیند است (کروی برای AM ، نامنظم برای MIM).
• چگالی ظاهری:جرم در هر واحد حجم پودر بدون فشار. چگالی بالاتر اغلب برای بسته بندی بهتر ترجیح داده می شود.
• جریان پذیری:مدت زمان لازم برای جریان خاص پودر از طریق یک قیف استاندارد است. برای فرآیندهای خودکار AM و پرس و فشار بسیار مهم است.
• ترکیب شیمیایی:باید با مشخصات درجه فولاد ضد زنگ مورد نظر مطابقت داشته باشد (به عنوان مثال ، 316L ، 17-4PH). عناصر اصلی شامل کروم (برای مقاومت در برابر خوردگی) ، نیکل (برای ساختار آستنیتی و چقرمگی) و مولیبدن (برای تقویت مقاومت در برابر خوردگی گودال) است.
• پیرو فوری:پودرهای فلزی ریز هنگام تعلیق در هوا می توانند قابل اشتعال یا انفجاری باشند. پودر فولاد ضد زنگ نسبت به بعضی از فلزات (مانند آلومینیوم) کمتر از پیرو فوری است ، اما برای جلوگیری از انفجارهای گرد و غبار ، هنوز هم نیاز به کار دقیق دارد.

• 316L:پرکاربردترین درجه برای تولید افزودنی و MIM. مقاومت در برابر خوردگی عالی ، خصوصیات مکانیکی خوب و سازگاری زیست سازگار. در کاربردهای دریایی ، شیمیایی ، پزشکی و فرآوری مواد غذایی استفاده می شود.
• 304L:مشابه 316L اما با نیکل پایین و بدون مولیبدن ، آن را کمی مقاوم در برابر خوردگی اما اقتصادی تر می کند.

• 17-4PH (630):برای دستیابی به استحکام و سختی بسیار بالا ضمن حفظ مقاومت در برابر خوردگی خوب ، می تواند پس از تولید گرما انجام شود. مورد استفاده برای اجزای هوافضا ، چرخ دنده ها و قطعات مهندسی با استرس بالا.
• 420:پس از عملیات حرارتی ، سختی و مقاومت در برابر سایش را ارائه می دهد ، اما با مقاومت در برابر خوردگی کمتر از نمرات آستنیتی. برای کارد و چنگال ، قالب و ابزارهای جراحی استفاده می شود.

• دوبلکس 2205:دارای ریزساختار مختلط آستنیت و فریت است و در نتیجه مقاومت بسیار بالایی و مقاومت عالی در ترک خوردگی استرس ایجاد می شود. در صنایع نفت و گاز و شیمیایی دریایی استفاده می شود.

پودر فولاد ضد زنگ مواد اولیه برای چندین فناوری پیشرفته تولید است:

• فیوژن بستر پودر لیزر (L-PBF):لیزر به طور انتخابی لایه های پودر را برای ساخت قطعات پیچیده ، سبک و یکپارچه به طور مستقیم از یک مدل CAD ذوب می کند.
• اتصال اتصال:یک اتصال دهنده مایع بر روی بستر پودر قرار می گیرد تا قسمت "سبز" تشکیل شود ، که بعداً در یک کوره پخته می شود.
• رسوب انرژی کارگردانی (DED):پودر در استخر ذوب ایجاد شده توسط یک پرتوی لیزر یا الکترونی ، که معمولاً برای تعمیر یا افزودن ویژگی ها به قسمت های موجود استفاده می شود ، دمیده می شود.

پودر با یک اتصال دهنده پلیمری مخلوط می شود تا یک ماده خوراکی ایجاد شود که در قالب تزریق شده است. سپس چسب برداشته می شود (مبهم) و قسمت به چگالی تقریباً پر فراز می خورد. ایده آل برای قطعات کوچک و پیچیده تولید انبوه.

پودر در یک ظرف قرار می گیرد و در معرض فشار خون بالا و فشار گاز ایزوستاتیک قرار می گیرد و آن را در یک بیل یا مؤلفه کاملاً متراکم و نزدیک به شکل قرار می دهد.

پودر در یک قالب سفت و سخت فشرده می شود تا یک جمع و جور "سبز" تشکیل شود ، که سپس در یک کوره جو کنترل شده سینتر می شود. برای ساخت فیلترها و اجزای متخلخل مشترک است.

• آزادی طراحی:تولید هندسه های بسیار پیچیده ، کانال های داخلی و ساختارهای شبکه را امکان پذیر می کند.
• کارآیی مواد:فرآیندهای نزدیک به شکل شبکه در مقایسه با ماشینکاری کمرنگ ، زباله های مواد را به حداقل می رساند.
• بخش ادغام:مؤلفه های متعدد را می توان به عنوان یک قسمت واحد طراحی و چاپ کرد و باعث بهبود قابلیت اطمینان و کاهش مونتاژ شد.
• خواص عالی:قطعات نهایی می توانند به خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی دست یابند که قابل مقایسه با همتایان فرفورژه و گاه فراتر از آن است.
• تولید انبوه:فرآیندهای مانند MIM امکان تولید با حجم بالا قطعات پیچیده را فراهم می کند.

پودر فولاد ضد زنگ نیاز به پروتکل های ایمنی دقیق دارد:

• پیشگیری از انفجار:باید در جوهای بی اثر (به عنوان مثال ، نیتروژن) یا با تجهیزات ضد انفجار ذخیره و کنترل شود. زمین مناسب برای جلوگیری از تخلیه استاتیک ضروری است.
• سلامتی و ایمنی:استنشاق پودر فلزی ریز خطر سلامتی است. عملیات باید در مناطق با تهویه مناسب یا در سیستم های بسته (مانند چاپگرهای AM) انجام شود و پرسنل باید از تجهیزات محافظ شخصی مناسب (PPE) مانند دستگاه تنفس استفاده کنند.
• ذخیره سازی:برای جلوگیری از جذب و اکسیداسیون رطوبت در یک مکان خنک و خشک در ظروف مهر و موم شده ذخیره می شود.